文档介绍：毕业设计(论文)开题报告
(适用于工科类、理科类专业)
课题名称
隔离变压器的软开关技术研究
副标题
学院(系)
电子与信息工程学院
专业
电气工程及其自动化
学生姓名
努尔艾力·马合木提
学号
102810
2014
年
3
月
14
日
一、毕业设计(论文)课题背景(含文献综述)
1课题来源
DC-DC直流变换器又称直流开关电源,与线性稳压器相比,具有较高的能量转换效率。隔离功率变换器已开始在新能源系统、电动汽车、计算机、手机、LED驱动等场合大量使用,并通过高频开关的方式来减小体积。高频开关通常会造成较大的功率器件开关损耗,从而影响效率和阻碍功率密度的进一步提高。本课题计划研究隔离功率变换器的软开关技术,实现功率器件开关损耗的降低和功率变换器效率的提高。
2课题背景
提高开关电源的功率密度,使之小型化、轻量化,是人们不断努力追求的目标。它对便携式电子设备(如移动电话,数字相机等)尤为重要。使开关电源小型化的具体办法有:一是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。压电变压器利用压电陶瓷材料特有的"电压-振动"变换和"振动-电压"变换的性质传送能量,其等效电路如同一个串并联谐振电路,是功率变换领域的研究热点之一。二是高频化。为了实现电源高功率密度,必须提高PWM变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量。
硬开关双向DC-DC变换器在电流连续工作模式下会遇到严重的问题,这往往与有源开关器件的体内寄生二极管有关,因它关断过程中的反向恢复电流而产生的电流尖峰对开关器件有极大的危害。一种解决办法是采用额外串并快速二极管的方法,这样在一定程度上减小了反向恢复电流,但不足之处是除了增加半导体器件的数目外,还增加了变换器的通态损耗,对非高压应用场合中提高效率并没有贡献。
为了缩小双向DC-DC变换器的体积和重量,提高其功率密度和动态性能,双向DC-DC变换器正向高频化方向发展。而高频化必然要解决好开关损耗问题,近年来国际上在双向DC-DC变换器方面的研究重点主要集中于,高频化的同时如何使用软开关技术降低其开关损耗,从而提高效率。
自上世纪70年代以来,国内外电力电子和电源技术领域不断研制开发高频软开关技术,到目前为止,已提出了多种不同的软开关拓扑结构,实际应用也取得了一系列成功。软开关技术先后经历了串联或并联谐振技术(20世纪70年代)、准谐振或多谐振技术(20世纪80年代中期)、移相全桥ZVS-PWM技术(20世纪80年代末期)、 ZCT-PWM或ZVT-PWM技术(20世纪90年代初期)、全桥移相ZVZCS-PWM技术(20世纪90年代中期)等发展阶段。20世纪末,软开关技术已在国内外多种PWMDC-DC转换器中广泛应用。例如,美国VICOR公司开发的DC-DC高频软开关转换器,48V/600W输出,效率90%;日本Lambda公司采用有源钳位ZVS一PWM Fly-forward转换器及同步整流技术,可以使DC-DC转换器模块效率达90%;谐振式ZCS开关电源,为行波管配套,输出11kV/,开关频率100kHz,效率92%。20世纪末,我国自用PWM技术的同类产品重量下降40%。
软开关技术是由谐振变换技术发展而来的。谐振变换器是应用谐振原理,使开